一種建設工程模型在線三維可視化方法技術

本發明專利技術公開了一種建設工程模型在線三維可視化方法，屬于建設工程領域。包括以下步驟：首先，利用建設工程設計成果開展基于高精度地形的三維模擬，其次，將建設工程三維模型的空間數據轉換成高精度數字高程模型，并與低精度數字高程模型數據進行融合；然后，將建設工程三維模型的相關紋理與公開獲取的大范圍影像數據進行鑲嵌；最后，基于融合后的數字高程模型和鑲嵌后的影像，疊加融合得到可視化的建設工程模型。本發明專利技術使用高精度數據資源，對建設工程三維模型進行構建；以互聯網可獲取的地理信息為本底，與建設工程三維模型進行融合，并將融合后的數據資源展示給公眾，從而有效解決了資源利用和保密政策之間的矛盾，將極大促進地理信息資源的服務能力。

An online 3D visualization method for engineering model construction

The invention discloses an on-line three-dimensional visualization method for construction engineering models, which belongs to the field of construction engineering. Includes the following steps: first, the construction project design results in 3D simulation, high precision terrain based on the spatial data conversion will be the construction of 3D model engineering into high precision digital elevation model, and with the integration of low precision digital elevation model data; then, texture will build 3D model and open access to large engineering the range of image data set; finally, the digital elevation model and mosaic fusion after image fusion based on overlay construction engineering visualization model. The invention uses high precision data resources, the three-dimensional model of the construction engineering construction; the Internet can access geographic information as the background, with the fusion of 3D model construction, and the fusion of data resources to show to the public, so as to effectively solve the contradiction between resource utilization and security policy, will greatly promote the geographic information resource service ability.

【技術實現步驟摘要】
一種建設工程模型在線三維可視化方法
本專利技術涉及工程建設領域，特別是涉及建筑工程模型在線三維可視化方法。
技術介紹
測繪地理信息成果是關系國家主權、安全和利益的戰略性信息資源，受到國家相關保密政策的嚴格保護。在應用需求的驅動下，大量的測繪地理信息資源已經可以通過公開的渠道獲取與應用，但這些數據成果精度較低，僅能在宏觀管理和大尺度分析服務方面發揮作用，而在城市規劃、設計和精細管理方面仍然需要精度更高的地理信息資源作為支撐。隨著政務信息化的全面開展及近年智慧城市建設的興起，建設工程規劃和設計過程中對現勢性高、精度高的測繪成果需求越來越迫切，同時對數據資源的種類要求也日益增多。這與數據保密政策之間形成了無法調和的矛盾。直接利用公開資源開展建設工程的三維展示，則精度不夠，難以有效表達工程信息，但如果直接利用高精度的地理信息，因保密問題而無法達到在線應用的目標，這一矛盾導致了數據需求和數據服務之間的信息不對等，大量高精度信息利用率低，而大量數據需求得不到滿足。
技術實現思路
有鑒于現有技術上和管理上的上述缺陷，本專利技術所要解決的技術問題是提供一種建設工程模型在線三維可視化方法。本專利技術針對在建設工程規劃和設計不同階段的數據需求提供差異化的服務，在三維模擬和分析階段，使用高精度數據資源，在成果展示和公眾參與階段，使用高精度和低精度融合的數據資源，從而有效解決了資源利用和保密政策之間的矛盾，將極大促進地理信息資源的服務能力。為實現上述目的，本專利技術提供了一種建設工程模型在線三維可視化方法，包括以下步驟：步驟S1、利用建設工程設計成果開展基于高精度地形的三維模擬：在高精度三維地形的基礎上，利用建設工程設計成果，采用三維建模軟件手工建模或采用三維輔助設計系統構建建設工程三維模型；步驟S2、將所述建設工程三維模型的空間數據轉換成高精度數字高程模型，并與公開獲取的大范圍低精度數字高程模型數據進行融合；步驟S3、將所述建設工程三維模型的相關紋理與公開獲取的大范圍影像數據進行鑲嵌；步驟S4、基于融合后的數字高程模型和鑲嵌后的影像，創建數字地形模型，得到高精度可視化的建設工程三維模型。在該技術方案中，在三維模擬和分析階段，使用高精度數據資源，對建設工程三維模型進行構建；以互聯網可獲取的地理信息為本底，并與建設工程三維模型進行融合，將高精度和低精度融合的數據資源展示給公眾，從而有效解決了資源利用和保密政策之間的矛盾，將極大促進地理信息資源的服務能力。進一步而言，所述步驟S2包括：步驟S21、將所述建設工程三維模型的空間數據進行分隔，得到多個連續的空間模型，表示為：CMS{CM1，CM2，......，CMn}其中，每個CMi代表空間上連續的三維模型片斷；步驟S22、對每個建設工程三維模型片斷CMi，提取模型中的每個三維模型片斷信息T，轉換成可被GIS軟件識別的帶有高程信息的數據格式CMFi；步驟S23、對每個CMFi，使用GIS軟件轉換成數字高程模型DEM_CM；值得一提的是，采用數字高程模型DEM_CM，保證模型的精度能夠體現建設工程的空間細節；步驟S24、對轉換后的DEM_CM，使用GIS軟件將其坐標轉換為公開數據資源使用的坐標系統；步驟S25、對公開獲取的大范圍低精度數字高程模型，使用GIS軟件進行處理，使其精度與DEM_CM精度一致，得到處理后的數字高程模型DEM_NET；步驟S26、使用GIS軟件將DEM_CM和DEM_NET進行融合，得到融合后的數字高程模型DEM_R。在該技術方案中，將建設工程三維模型拆分為三維模型片斷，轉化為高程模型，并將其坐標轉換為公開數據使用的公開坐標系，并與公開的低精度數字高程模型進行融合。該技術方案有效保證能夠真實反映建設工程的空間形態，同時避免在線應用時使用涉密的、高精度的地理信息資源，解決了使用和保密的矛盾。進一步而言，在所述步驟S26中，若所述數字高程模型DEM_CM和所述數字高程模型DEM_NET存在重疊區域，則取所述數字高程模型DEM_CM的高程值作為融合后的所述數字高程模型DEM_R的高程值；若存在空白區域，則使用平均差值法填充相應的高程值。在該技術方案中，在兩個高程模型重疊部分，選擇較高精度的數字高程模型DEM_CM，以保證能真實反映建設工程的空間形態。同時，對空白區域進行插值處理，提高了高、低精度數字地形模型之間拼接區域的自然過渡效果。進一步而言，所述步驟S3包括：步驟S31、在三維展示模式下，設置相機鏡頭向垂直向下；步驟S32、設置一個相機信息PC，表示為：PC{X，Y，Z，Model，Wm，Wi，Step}其中，X、Y、Z代表相機在三維空間中的位置，為任意數；Model代表相機模式，可設置為正交模式、透視模式；Wm為出圖范圍所代表空間實際大小，為大于0的數，Wi為出圖的圖像像素大小，為大于0的整數；Step為相機每次移動的距離，為大于0的數；步驟S33、設置一個能包含所有建設工程模型的范圍D，表示為：D{Xmin，Ymin，Xmax，Ymax}其中：Xmin表示最小橫向坐標，Ymin表示最小縱向坐標，Xmax表示最大橫向坐標，Ymax表示最大縱向坐標；為簡化計算，Xmin、Ymin、Xmax、Ymax取Step的整數倍；步驟S34、在D范圍內，獲取建設工程模型紋理，根據Step，將范圍D劃分為N個單元格，每個單元格長、寬均為Step，表示為：N{X，Y}其中，X、Y表示單元格的中心點位置；N為不小于1的整數；依次將相機位置于單元格N所在的{X，Y}位置，使用正交模式獲取并保存當前場景截圖IMGxy，同時依據相機信息計算并保存截圖IMGxy邊角對應的空間位置信息FWxy，表示為：FWxy{XL、YT，XR，YB}其中，XL表示圖像左側橫向坐標，YT表示圖像上側縱向坐標，XR表示圖像右側橫向坐標，YB表示圖像下側縱向坐標；根據PC的定義，XL＝X-Wm/2，YT＝Y+Wm/2，XR＝X+Wm/2，YB＝Y+Wm/2；步驟S35、使用GIS軟件對步驟S34獲取的圖像進行拼接，并將其坐標轉換為公開數據資源使用的坐標系統；步驟S36、使用GIS軟件的影像鑲嵌功能，將建設工程三維模型截取的圖像與公開獲取的大范圍影像數據進行鑲嵌，得到鑲嵌后的影像IMG_R。在該技術方案中，提供了將所述建設工程三維模型的相關紋理與公開獲取的大范圍影像數據進行鑲嵌的具體方法。將建設工程模型的范圍D劃分單元格，并將每個單元格嵌套進公開獲取的大范圍影像，提高建設工程模型的范圍D內模型的顯示精度。同時，將建設工程模型的坐標轉換為公開數據使用的公開坐標系，提高模型的保密性。進一步而言，所述步驟S4包括：利用數字地形處理軟件，將DEM_R和IMG_R進行融合，得到最終需要展示的包含了建設工程三維模型的數字地形模型。在該技術方案中，將數字高程模型和紋理進行融合，形成數字地形模型。將數字高程模型數據和三維模型的紋理數據拆分處理，有效提高模型處理速度，同時，也便于模型管理。本專利技術的有益效果是：本專利技術通過以互聯網可獲取的地理信息為本底，以建設工程精細三維模型為展示對象，通過兩者的融合形成符合國家保密政策要求的可在互聯網上公開展示的成果，實現建設工程在線三維展示。本專利技術以可公開獲取的地理信息為數據源，結合建設工程三維模擬技本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種建設工程模型在線三維可視化方法,其特征在于，包括以下步驟：步驟S1、利用建設工程設計成果開展基于高精度地形的三維模擬：在高精度三維地形的基礎上，利用建設工程設計成果，采用三維建模軟件手工建模或采用三維輔助設計系統構建建設工程三維模型；步驟S2、將所述建設工程三維模型的空間數據轉換成高精度數字高程模型，并與公開獲取的大范圍低精度數字高程模型數據進行融合；步驟S3、將所述建設工程三維模型的相關紋理與公開獲取的大范圍影像數據進行鑲嵌；步驟S4、基于融合后的數字高程模型和鑲嵌后的影像，創建數字地形模型，得到高精度可視化的建設工程三維模型。

【技術特征摘要】
1.一種建設工程模型在線三維可視化方法,其特征在于，包括以下步驟：步驟S1、利用建設工程設計成果開展基于高精度地形的三維模擬：在高精度三維地形的基礎上，利用建設工程設計成果，采用三維建模軟件手工建模或采用三維輔助設計系統構建建設工程三維模型；步驟S2、將所述建設工程三維模型的空間數據轉換成高精度數字高程模型，并與公開獲取的大范圍低精度數字高程模型數據進行融合；步驟S3、將所述建設工程三維模型的相關紋理與公開獲取的大范圍影像數據進行鑲嵌；步驟S4、基于融合后的數字高程模型和鑲嵌后的影像，創建數字地形模型，得到高精度可視化的建設工程三維模型。2.如權利要求1所述的一種建設工程模型在線三維可視化方法，其特征在于，所述步驟S2包括：步驟S21、將所述建設工程三維模型的空間數據進行分隔，得到多個連續的空間模型，表示為：CMS{CM1，CM2，…...，CMn}其中，每個CMi代表空間上連續的三維模型片斷；步驟S22、對每個建設工程三維模型片斷CMi，提取模型中的每個三維模型片斷信息T，轉換成可被GIS軟件識別的帶有高程信息的數據格式CMFi；步驟S23、對每個CMFi，使用GIS軟件轉換成數字高程模型DEM_CM；步驟S24、對轉換后的DEM_CM，使用GIS軟件將其坐標轉換為公開數據資源使用的坐標系統；步驟S25、對公開獲取的大范圍低精度數字高程模型，使用GIS軟件進行處理，使其精度與DEM_CM精度一致，得到處理后的數字高程模型DEM_NET；步驟S26、使用GIS軟件將DEM_CM和DEM_NET進行融合，得到融合后的數字高程模型DEM_R。3.如權利要求2所述的一種建設工程模型在線三維可視化方法，其特征在于：在所述步驟S26中，若所述數字高程模型DEM_CM和所述數字高程模型DEM_NET存在重疊區域，則取所述數字高程模型DEM_CM的高程值作為融合后的所述數字高程模型DEM_R的高程值；若存在空白區域，則使用平均差值法填充相應的高程值。4.如權利要求1所述的一種建設工...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何興富，薛梅，陳良超，陳翰新，王國牛，向澤君，劉金榜，王俊勇，胡章杰，唐相楨，李鋒，王陽生，李響，李劼，詹勇，邱月，胡穎，張藝，藍圖，陳光，劉局科，
申請(專利權)人：重慶市勘測院，
類型：發明
國別省市：重慶,50